(57)【要約】  【課題】ノード障害が発生した際にも波長パスを救済でき、ネットワーク全体として波長パスの疎通を高い信頼性で維持できるネットワークシステムを提供すること。  【解決手段】光ネットワークは複数の局で構成される。各局はそれぞれクライアント装置14-1〜14-4を収容する光クロスコネクト装置(OXC)12-1,12-2を備える。複数の局の少なくとも１つの局は、複数の光クロスコネクト装置12-1,12-2を備えてノード冗長構成にされている。光クロスコネクト装置12-1,12-2内部の光スイッチ回路、光インタフェースカードは冗長構成である。波長パスのイニシエータとなるノードは、現用パス経路の他に予備パス経路を計算する際、隣接ノードおよび最終ホップ手前のノード以外の部分については局単位で迂回せた予備パスを自動探索する。  【選択図】図１
2006311254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の局で構成され、各局がそれぞれクライアント装置を収容する光クロスコネクト装置を備えたネットワークシステムにおいて、
前記複数の局の少なくとも１つの局は、複数の光クロスコネクト装置を備えてノード冗長に構成されていることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
前記複数の光クロスコネクト装置のそれぞれに、前記複数の局の少なくとも１つの局に収容されるクライアント装置が接続されることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項３】
前記光クロスコネクト装置の内部の光スイッチ回路は冗長構成であることを特徴とする請求項１または２に記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記光クロスコネクト装置の内部の光インタフェースカードは冗長構成であり、前記クライアント装置は、光インタフェースカードのそれぞれに接続されることを特徴とする請求項３に記載のネットワークシステム。
【請求項５】
波長パスのイニシエータとなるノードは、現用パス経路の他に予備パス経路を計算する際、隣接ノードおよび最終ホップ手前のノード以外の部分については局単位で迂回せた予備パスを自動探索することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記予備パスを自動探索する際、隣接ノードおよび最終ホップ手前のノードのＳＲＬＧを考慮しないことを特徴とする請求項５に記載のネットワークシステム。
【請求項７】
前記予備パスを自動探索する際、ＳＲＬＧの範囲を使い分けて経路探索条件の優先度付けを行うことを特徴とする請求項５に記載のネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークシステムに関し、特に、光ネットワークにおける波長パスの信頼性を高めることができるネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ネットワークは、ルータ、光クロスコネクト装置(以下、OXCと称す。)、波長分割多重装置(以下、WDMと称す。)などで構成される。図８および図９に光ネットワークおよび各局の構成例を示す。ここで、光ネットワークは、局１〜局６と局間を接続するWDMリンク(ファイバ)で構成される。各局は、ルータを介してクライアント装置を収容するOXCおよびWDMを備える。クライアント装置は、ユーザ機器やイーサネット(登録商標)スイッチなどである。
【０００３】
OXCは、光スイッチ回路により全光で光の方路切替を行う装置であり、光スイッチ回路は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical System)技術を用いて製造される。OXCの信頼性は、光スイッチ回路の信頼性が支配的であり、したがって、光ネットワークにおける波長パスの信頼性を高めるには、OXCの光スイッチ回路の信頼性を高めればよい。
【０００４】
非特許文献１には、OXC内部の光スイッチ回路を冗長化して、光ネットワークにおける波長パスの信頼性を高めることが記載されている。
【０００５】
非特許文献２には、光スイッチ回路を冗長化する際に、光スイッチ回路の選択部においてパッシブな光回路を用いることが記載されている。光回路を特にパッシブにすることによりその信頼性を高めることができる。
【非特許文献１】R. Lingampalli, et al, pp. 2159-2167, NFOEC, 2002.
【非特許文献２】M. Hayashi, et al, IEEE Journal of Lightwave Technology, pp. 356-364, Vol. 21, Feb., 2002.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術によれば、OXC内部に具備されている光スイッチ回路に故障が発生しても健全な光スイッチ回路を切替使用することにより装置内部で波長パスを救済できる。このように、装置内部で最も信頼性の低いデバイスの１つである光スイッチ回路の故障が救済される仕組みになっていれば、ハードウエア障害の多くの場合において波長パスの救済は可能である。
【０００７】
しかしながら、従来技術では、OXCのハードウエア障害が考慮されているに留まり、ソフトウエア障害に対する信頼性が考慮された設計になっていない。
【０００８】
OXCは、GMPLS(Generalized MultiProtocol Label Switching)プロトコルを具備し、ルーティングやシグナリングプロトコルなどが実装されるなど、ルータ的な機能要素を多く含んでいることを考慮すると、SDH系ADM装置などと比べて、動作するソフトウエアが格段に複雑になる。このため、OXCのノードのソフトウエア自体が再起動するなどの異常となる、所謂、ノード障害と呼ばれる状況に陥る確率が高くなる。
【０００９】
このようなソフトウエア障害に対処し得るノード構成を実現して、ハードウエア障害に対してだけでなく、ノード自体の動作を司るソフトウエア障害に対しても信頼性も高めることが望ましい。
【００１０】
本発明の目的は、ノード障害が発生した際にも波長パスを救済でき、ネットワーク全体として波長パスの疎通を高い信頼性で維持できるネットワークシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明は、複数の局で構成され、各局がそれぞれクライアント装置を収容する光クロスコネクト装置を備えたネットワークシステムにおいて、前記複数の局の少なくとも１つの局は、複数の光クロスコネクト装置を備えてノード冗長に構成されている点に第１の特徴がある。
【００１２】
また、本発明は、前記複数の光クロスコネクト装置のそれぞれに、前記複数の局の少なくとも１つの局に収容されるクライアント装置が接続される点に第２の特徴がある。
【００１３】
また、本発明は、前記光クロスコネクト装置の内部の光スイッチ回路が冗長構成である点に第３の特徴がある。
【００１４】
また、本発明は、前記光クロスコネクト装置の内部の光インタフェースカードが冗長構成であり、前記クライアント装置が、光インタフェースカードのそれぞれに接続される点に第４の特徴がある。
【００１５】
また、本発明は、波長パスのイニシエータとなるノードが、現用パス経路の他に予備パス経路を計算する際、隣接ノードおよび最終ホップ手前のノード以外の部分については局単位で迂回せた予備パスを自動探索する点に第５の特徴がある。
【００１６】
また、本発明は、前記予備パスを自動探索する際、隣接ノードおよび最終ホップ手前のノードのＳＲＬＧを考慮しない点に第６の特徴がある。
【００１７】
また、本発明は、前記予備パスを自動探索する際、ＳＲＬＧの範囲を使い分けて経路探索条件の優先度付けを行う点に第７の特徴がある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ネットワークを構成する局が、複数の光クロスコネクト装置を備えてノード冗長構成にされているので、ノードのソフトウエア障害、所謂、ノード障害が発生した際にも波長パスを救済できる。また、クライアント装置から光クロスコネクト装置に至る接続形態や光クロスコネクト装置内部の光スイッチ回路や光インタフェースカードの冗長構成により、ノード障害に加えて光クロスコネクト装置内部での障害に対する信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は、本発明に係るネットワークシステムの各局の基本構成を示すブロック図である。各局は、同図に示すように、ルータ11-1,11-2、ルータ11-1,11-2を介してクライアント装置14-1〜14-4を収容するOXC12-1,12-2およびWDM13-1〜13-3を備える。
【００２０】
ここでは、ノード障害に対処し得るようにするためにOXCのノードを冗長化(２重化)している。この冗長化は特に問題とされる局で行えばよく、全ての局で行う必要はない。また、ルータのノードも冗長化している。そして、各装置を適宜組み合わせて使用できるようにそれらの間を接続しておき、配下のクライアント装置14-1〜14-4がいずれかのルータ11-1,11-2、OXC12-1,12-2およびWDM13-1〜13-3を利用し、ファイバ介して相手装置と通信できるようにすることにより、OXC12-1,12-2のノード障害が発生した際、ならびにルータ11-1,11-2に障害が発生した際にネットワークとして波長パスを救済できるようにしている。
【００２１】
OXC12-1,12-2からクライアント装置14-1〜14-4に至る接続の形態ならびにOXC12-1,12-2の内部構成の形態は、例えば図２〜図４に示すように、様々な形態にすることができる。いずれの形態においてもOXCのノードを冗長化しているので、OXCのソフトウエア障害に起因するノード障害に対する障害耐力を高く保つことができる。どの形態を採用するかは、要求される信頼性と構成の複雑さを考慮して決めればよい。
【００２２】
図２は、第１の形態を示すブロック図である。第１の形態は、OXC12-1,12-2の光インタフェースカード(図中、O-O-Oと記す。)ならびに光スイッチ回路(図中、Switch fabricと記す。)を冗長化しない構成である。一方のOXCのソフトウエア障害に起因するノード障害が発生した場合、他方のOXCを使用することにより波長パスの救済を行う。この構成では、装置内部の冗長化を極力行わないため、ハードウエア面からのOXC単体の信頼性は低くなるが、構成の簡素化が可能となる。
【００２３】
図３は、第２の形態を示すブロック図である。第２の形態は、OXC12-1,12-2の光スイッチ回路(Switch fabric)のみを冗長化した構成である。この構成は、第１の形態と比較すると装置の内部接続などが複雑になるが、装置内部での光スイッチ回路の障害に対して装置単体で対処できるため、OXC単体としての信頼性を高めることができる。
【００２４】
図４は、第３の形態を示すブロック図である。第３の形態は、OXC12-1,12-2の光スイッチ回路(Switch fabric)の冗長化に加えて光インタフェースカード(O-O-O)も冗長化した構成である。この構成では、光インタフェースカードの障害に対しても装置単体で対処できるため、OXC単体としての信頼性を格段に高めることができる。ただし、ルータ11-1,11-2のインタフェースが増加するなど、複雑な構成となる。
【００２５】
以上のようにOXCのノードの冗長化ならびにOXC内部の冗長化を行うことにより、ネットワーク運用上での信頼性を高めることができる。以下に、図５に示される構成を例にしてネットワーク運用について説明する。なお、図５では説明を簡単にするためにWDMを省略している。また、図１と同一あるいは同等部分には同じ符号を付してある。
【００２６】
本構成例のネットワークは、局A〜Eを設える。各局A〜Eにそれぞれ、OXC12-1と12-2、52-1と52-2、53-1と53-2、54-1と54-2、55-1と55-2を具備させてノードを冗長化している。各OXC内部は冗長構成にされているとする。局A,Cにはそれぞれ、冗長構成のルータ11-1と11-2、51-1と51-2を接続している。なお、ルータは、一般的にOXCとともに局に収容されるが、ここでは局の外部に図示している。さらに、ルータ11-1,11-2にクライアント装置14-1〜14-4を接続し、ルータ51-1,51-2にクライアント装置56-1〜56-4を接続している。以下ではルータ11-1,11-2,51-1,51-2をノード1,2,3,4とし、ノード1をイニシエータ、ノード3をデスティネーションとする。
【００２７】
例えば波長パスがノード1〜局AのOXC12-1〜局BのOXC52-1〜局CのOXC53-1〜ノード3の経路で設定されている場合、この経路におけるOXC12-1,52-1,53-1内部の障害に対してはそれらのOXC内部の冗長構成で対処できる。また、OXC12-1,52-1,53-1のノード障害に対しては、ノード障害となったOXCを迂回する経路、例えばノード1〜局AのOXC12-2〜局BのOXC52-2〜局CのOXC53-2〜ノード3の迂回経路に切り替えることで対処できる。OXC52-1のノード障害であれば、局DのOXC54-1または54-2を通る迂回経路でも対処でき、この場合の迂回経路は局DのOXCのノードが冗長構成であるため、切り替えられたときの信頼性も高い。
【００２８】
上記のネットワーク運用では、停電、災害などで局そのものが障害となってしまった場合、該局に収容されている全てのOXCのノードが使用できなくなってしまうので、その障害を救済することができない場合が起こる。
【００２９】
このような障害に対処し得るようにするためには、さらに以下のように現用および予備パス経路を自動探索するものとすればよい。なお、予備パスは、現用パス経路の局などに障害が発生してOXCならびにOXC内部の冗長化では救済できない場合に迂回経路として使用する。
【００３０】
各ノード1〜4、各局A〜E、各装置間や各局間などのリンクそれぞれに異なるSRLG(Shared link risk group)値を付しておく。なお、ノードや局、リンクをグループ分けし、グループごとにSRLG値を付してもよい。SRLGに関しては、draft-ietf-ccamp-gmpls-routing-0.9.txt,IETFにその標準化について記載されている。また、draft-ietf-ccamp-ospf-gmpls-extensions-12.txtにはそのビットアサインについて記載されている。これによればSRLG値は32ビットが割り当てられていて最大値4294967296をとることが可能である。
【００３１】
波長パス(LSP)のイニシエータであるノード1は、SRLG値の異なる経路、つまりSRLG値の一致がない経路を通るように現用および予備パス経路を計算する。ただし、隣接ノード(ノード1,2の次の局A)、最終ホップ手前のノード(ノード3,4の手前の局C)の部分では選択の余地がないので、このままだとSRLG値の一致がないように現用および予備パスの経路を計算することは不可能である。
【００３２】
これを可能にするために、例えば以下の手法１または２を採用する。
(手法１)隣接ノードおよび最終ホップ手前のノードの部分についてはSRLG値を考慮しない方法。
(手法２)SRLG値の範囲を使い分けて経路探索条件の優先度付けを行う方法。つまり、32ビットのSRLG値の内、ファイバ(リンク)には範囲A〜Bの値を使用し、ノードには範囲C〜Dの値を使用し、局には範囲E〜Fの値を使用する。そして異なる経路として最も確保しやすいもの、例えばファイバに若番を付与する。経路計算を行う際、若番が付与された部分の代替(Diosjoint)性を優先させる。また、E〜Fが付与された部分(局)に関して代替経路を計算できない場合には無視する。
【００３３】
例えばノード1〜局AのOXC12-1〜局BのOXC52-1〜局CのOXC53-1〜ノード3が現用パス経路として設定されている場合、ノード1〜局AのOXC12-1〜局DのOXC54-1〜局CのOXC53-1〜ノード3などに予備パス経路を設定する。現用パス経路におけるOXC12-1,52-1,53-1内部の障害に対してはそれらのOXC内部の冗長構成で対処でき、局BのOXC52-1や局B自体の障害に対しては予備パス経路への切り替えで対処できる。この場合の予備パス経路のOXC内部も冗長構成であり、さらに局DではOXCのノードが冗長構成であるため、予備パス経路に切り替えられたときの信頼性も高い。
【００３４】
予備パス経路をノード1〜局AのOXC12-2〜局EのOXC55-1〜局CのOXC53-2〜ノード3などに設定することもできる。この場合には現用パス経路におけるOXC12-1,52-1,53-1内部の障害に対してはそれらのOXC内部の冗長構成で対処でき、局A,B,CのOXC12-1,52-1,53-1のノード障害や局B自体の障害に対しては予備パス経路への切り替えで対処できる。
【００３５】
さらに、OXCのネットワーク内でOXC間の接続を様々な形態にすることができる。以下、図６(a)〜(c)を参照してOXC間の接続形態について説明する。図６(a)は、OXCのネットワークをA面とB面に分割した接続形態の概念図であり、局A,Bの冗長化したOXC間を接続しない形態である。なお、A面,B面のそれぞれは、局A,B以外の局のOXCを含み、それらはノード冗長構成であってもよい。このように、OXCのネットワークをA面とB面に分割すれば、一方の面のOXC内での障害が他方の面に影響することを未然に防ぐことができる。
【００３６】
図６(b),(c)は、冗長化したOXC間を局間または同一局内で接続した形態の概念図である。この接続形態では局A,Bで冗長化したOXC間または局A,B内のOXC間を接続するので、1つの障害がネットワーク全体に影響を及ぼす可能性はあるが、OXCのネットワーク内での障害に対する波長パスの救済経路を多様に増やすことができる。
【００３７】
図７は、本発明に従うノード冗長構成による効果の説明図である。同図(a)はノード構成を冗長化し、OXC内部の光スイッチ回路を冗長化した場合(図３)、同図(b)はノード構成を冗長化しない場合の信頼性を示し、横軸は光スイッチ回路の信頼性[FITs]、縦軸は波長パスのアウテージ[秒/年](1年間でサービスできない時間)である。
【００３８】
波長パスの年間アウテージは、ノード構成を冗長化しない場合、約160秒(図６(b))であるのに対し、ノード構成と光スイッチ回路を冗長化した場合には、それを0.01秒以下(図７(a))にすることができる(図７(a)では横軸にほぼ重なって示されている)。OXCのノードを冗長構成にすることにより、例えばOXCのルーティングプロセスが障害になった場合においても、クライアント装置が接続される別のOXC経由で波長パスを迂回させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るネットワークシステムの各局の基本構成を示すブロック図である。
【図２】OXCの内部構成の第１の形態を示すブロック図である。
【図３】OXCの内部構成の第２の形態を示すブロック図である。
【図４】OXCの内部構成の第３の形態を示すブロック図である。
【図５】本発明が適用されたネットワーク構成を例を示すブロック図である。
【図６】OXC間の接続形態を示す図である。
【図７】本発明による効果の説明図である。
【図８】光ネットワークの構成を示すブロック図である。
【図９】各局の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４０】
11-1,11-2,51-1,51-2・・・ルータ、12-1,12-2,52-1,52-2,53-1,53-2,54-1,54-2,55-1,55-2・・・光クロスコネクト装置(OXC)、13-1〜13-3・・・波長分割多重装置(WDM)、14-11〜14-4,56-1〜56-4・・・クライアント装置、
【図１】
2006311254.tif 000003
【図２】
2006311254.tif 000004
【図３】
2006311254.tif 000005
【図４】
2006311254.tif 000006
【図５】
2006311254.tif 000007
【図６】
2006311254.tif 000008
【図７】
2006311254.tif 000009
【図８】
2006311254.tif 000010
【図９】
2006311254.tif 000011